Алюминий и бор презентация

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
Периоды
1
2
3
4
5
6
7
Ряды
1
2
3
4
10
9
8
7
5
6
Группы элементов
I
II
VI
V
VII
III
IV
VIII
Al

Алюминий
Al
27
+13
0
2
8
3
P = 13
e = 13
N = 14
−

Химические свойства
2Al
+3O2
Al2O3
+3Cl2
2AlCl3
+3S
Al2S3
+6HCl
2AlCl3 + 3H2
+3CuSO4
Al2(SO4)3 + 3Cu

Химические свойства
Является амфотерным элементом: взаимодействует с кислотами и со щелочами.
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2
Оксид и гидроксид алюминия также обладают амфотерными свойствами:
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

Оксид алюминия – Al2O3
Солеобразующий, амфотерный
Ковалентная полярная связь (записать схему образования связи)
Белый цвет (минерал корунд)
Химические свойства:
Запишите реакции оксида алюминия с оксидом натрия, гидроксидом натрия, соляной кислотой
Получение:
4 Al + 3 O2 = 2 Al2O3
2 Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O

Гидроксид алюминия- амфотерный Al(OH)3
Al3+ - ОH-
ионная связь
Al3+ - простой ион, ОH- - сложный ион
ОH- - КПС
Вязкая, студенистая белая масса, которая может растворяться в кислоте и растворе щелочи, нерастворим в воде, разлагается при нагревании
Al(OH)3 = H3AlO3
Химические свойства: запишите реакции гидроксида алюминия с гидроксидом калия, соляной кислотой
Получение:
Al → Al2O3 → AlCl3 ? Al(OH)3

Водородное соединение – AlH3 гидрид алюминия
Бесцветное нелетучее твердое вещество, полимер, термически неустойчив выше 150-200 градусов
Сильный восстановитель
Активно реагирует с водой с выделением водорода
Cоли алюминия – алюминаты, комплексные соединения

Открытие алюминия –
Около 1807 г. Дэви попытался провести электролиз глинозема, получил металл, который был назван алюмиумом (Alumium) или алюминумом (Aluminum), что в переводе с латинского - квасцы.
Алюминий тяжело было отделить от других веществ, поэтому он был дороже золота.
В 1886 году химиком Ч.М. Холлом был предложен способ, который позволил получать металл в больших количествах. Проводя исследования, он в расплаве криолита AlF3•nNaF растворил оксид алюминия. Полученную смесь поместил в гранитный сосуд и пропустил через расплав постоянный электрический ток. Через некоторое время на дне сосуда он обнаружил бляшки чистого алюминия. Этот способ и в настоящее время является основным для производства алюминия в промышленных масштабах. Полученный металл всем был хорош, кроме прочности, которая была необходима для промышленности. И эта проблема была решена.
Немецкий химик Альфред Вильм сплавил алюминий с другими металлами: медью, марганцем и магнием. Получился сплав, который был значительно прочнее алюминия. В промышленных масштабах такой сплав был получен в немецком местечке Дюрене. Это произошло в 1911 году. Этот сплав был назван дюралюминием, в честь городка.
Г. Дэви
Х.К.Эрстед
Ч.М. Холл

Бор
5B
Boron (He)
2s22p1

Свойства 5В
Атомный номер…………………………5
Атомная масса…………………………...10,811
Плотность, кг/м³……………………….2340
Температура плавления, °С……….2030
Температура кипения, °С…………..3860
Теплоемкость, кДж/(кг·°С)………..1,293
Электроотрицательность………….2,0
Ковалентный радиус, Å……………..0,82
1-й ионизац. потенциал, эв……….8,30

Физические свойства Бора
Чрезвычайно твёрдое вещество (уступает только алмазу, нитриду бора (боразону), карбиду бора, сплаву бор-углерод-кремний, карбиду скандия-титана).
Обладает хрупкостью и полупроводниковыми свойствами (широкозонный полупроводник).
У бора самый высокий предел прочности на разрыв 5,7 ГПа
В природе бор находится в виде двух изотопов 10В (20 %) и 11В (80 %).
В имеет очень высокое сечение поглощения тепловых нейтронов, поэтому в составе борной кислоты применяется в атомных реакторах для регулирования реактивности.

Химические свойства
Химически бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только со фтором:

При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, с фосфором — фосфид BP, с углеродом — карбиды различного состава (B4C, B12C3, B13C2). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, образуется оксид B2O3:
С водородом бор напрямую не взаимодействует, хотя известно довольно большое число бороводородов (боранов) различного состава, получаемых при обработке боридов щелочных или щелочноземельных металлов кислотой:
При сильном нагревании бор проявляет восстановительные свойства. Он способен, например, восстановить кремний или фосфор из их оксидов:
Данное свойство бора можно объяснить очень высокой прочностью химических связей в оксиде бора B2O3.
При отсутствии окислителей бор устойчив к действию растворов щелочей. В горячей азотной, серной кислотах и в царской водке бор растворяется с образованием борной кислоты.
Оксид бора — типичный кислотный оксид. Он реагирует с водой с образованием борной кислоты:
При взаимодействии борной кислоты со щелочами возникают соли не самой борной кислоты — бораты (содержащие анион BO33−), а тетрабораты, например:

Получение
Наиболее чистый бор получают пиролизом бороводородов. Такой бор используется для производства полупроводниковых материалов и тонких химических синтезов.
Метод металлотермии (чаще восстановление магнием или натрием):
Термическое разложение паров бромида бора на раскаленной (1000—1200 °C) вольфрамовой проволоке в присутствии водорода (метод Ван-Аркеля):

Применение бора
Бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов.
Также бор часто используют в электронике для изменения типа проводимости кремния.
Бор применяется в металлургии в качестве микролегирующего элемента, значительно повышающего прокаливаемость сталей.
Бор применяется и в медицине при бор-нейтронозахватной терапии (способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей)[6].

Биологическая роль
Бор — важный микроэлемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности растений. Недостаток бора останавливает их развитие, вызывает у культурных растений различные болезни. В основе этого лежат нарушения окислительных и энергетических процессов в тканях, снижение биосинтеза необходимых веществ. При дефиците бора в почве в сельском хозяйстве применяют борные микроудобрения (борная кислота, бура и другие), повышающие урожай, улучшающие качество продукции и предотвращающие ряд заболеваний растений.
Роль бора в животном организме не выяснена. В мышечной ткани человека содержится (0,33—1)·10−4 % бора, в костной ткани (1,1—3,3)·10−4 %, в крови — 0,13 мг/л. Ежедневно с пищей человек получает 1—3 мг бора. Токсичная доза — 4 г.
Один из редких типов дистрофии роговицы связан с геном, кодирующим белок-транспортер, предположительно регулирующий внутриклеточную концентрацию бора[10].